面向早期肿瘤检测应用的活体计算技术研究
发布时间：2021-08-02 12:41
早期肿瘤病灶的检测对提升患者的存活率具有重要意义,但由于其实现难度较高而一直是生物医学领域的一个难题。现有的医学造影成像方法使用的纳米粒子作为造影剂主要依赖人体循环系统进行大面积输送,缺乏局部靶向传输所需的外力驱动和引导,易导致机体的毒副作用、低靶向性和低疗效等。而基于纳米机器人的肿瘤检测系统虽然可以提高效率,但其需要肿瘤的具体位置信息作为先验知识,而受目前医学成像技术的限制,早期肿瘤病灶的位置信息是难以获取的。因此,本文拟提出一种能够综合以上两种技术优势的全新的肿瘤检测系统,在不需要肿瘤位置信息作为先验知识的条件下利用纳米机器人实现直接靶向检测的目的。本课题旨在从计算的角度设计基于纳米机器人的可操控智能纳米系统。该系统可以利用早期肿瘤病灶诱发的活体组织环境的变化控制纳米机器人对高危组织进行有规律搜索,最终实现肿瘤病灶的检测。运用这种方法进行早期肿瘤检测时无需肿瘤病灶位置的先验知识,同时可以极大提高检测效率。论文的主要研究内容如下:分析了早期肿瘤病灶所诱发的生物组织环境的特异性变化进而提出了“生物梯度场”的概念,介绍了可用于肿瘤病灶检测的外部可控磁性纳米机器人系统,并对群体智能算法的计...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
传统医学成像技术的作用原理
哈尔滨工业大学工学博士学位论文图1-2量子点探针的被动和主动靶向示意图[25]Fig.1-2Passivetargetingandactivetargetingforquantumdotprobes[25]有药物的磁性聚合物微粒运输至海拉细胞达到了将磁性微型马达用于直接药物传输的目的[34]。该校的VictorGarcia-Gradilla等人证明了用超声驱动的纳米线马达可以快速地将药物运输至癌细胞，并且可以通过光触发进行药物释放[35]。苏黎世联邦理工学院的Nelson等人设计出了用于靶向药物输送的电磁纳米机器人，且药物的释放也可以通过磁场的触发实现[36]。图1-3多功能磁性纳米粒子结构示意图[14]Fig.1-3Schematicdiagramofmagneticnanoparticlepossessingvariousligandstoenablemultifunc-tionality[14]目前，除了在体外对微纳机器人的医学应用进行了大量研究外，其作用在体内的研究也已经开展，并取得了一定的成绩(如图1-4所示)[37]。在各种微纳机器-4-
哈尔滨工业大学工学博士学位论文图1-2量子点探针的被动和主动靶向示意图[25]Fig.1-2Passivetargetingandactivetargetingforquantumdotprobes[25]有药物的磁性聚合物微粒运输至海拉细胞达到了将磁性微型马达用于直接药物传输的目的[34]。该校的VictorGarcia-Gradilla等人证明了用超声驱动的纳米线马达可以快速地将药物运输至癌细胞，并且可以通过光触发进行药物释放[35]。苏黎世联邦理工学院的Nelson等人设计出了用于靶向药物输送的电磁纳米机器人，且药物的释放也可以通过磁场的触发实现[36]。图1-3多功能磁性纳米粒子结构示意图[14]Fig.1-3Schematicdiagramofmagneticnanoparticlepossessingvariousligandstoenablemultifunc-tionality[14]目前，除了在体外对微纳机器人的医学应用进行了大量研究外，其作用在体内的研究也已经开展，并取得了一定的成绩(如图1-4所示)[37]。在各种微纳机器-4-
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于肿瘤血管栓塞治疗的智能型DNA纳米机器人[J]. 张银龙,李素萍,蒋乔,狄春志,赵宇亮,丁宝全,聂广军. 科学通报. 2019(25)
[2]磁场驱动柔性微纳机器人研究进展[J]. 邓兴泓,张安宁,李天龙,张广玉,李隆球. 科技导报. 2017(18)
[3]征服癌症新里程:个性化治疗[J]. 金涛. 健康管理. 2012(05)
[4]纳米机器人的发展和趋势及其生物医学应用[J]. 周陈霞,徐万和. 机械. 2011(04)
[5]引力搜索算法的改进[J]. 徐遥,王士同. 计算机工程与应用. 2011(35)
[6]群体智能典型算法研究综述[J]. 余建平,周新民,陈明. 计算机工程与应用. 2010(25)
[7]群体智能优化算法[J]. 王艳玲,李龙澍,胡哲. 计算机技术与发展. 2008(08)
[8]群体智能优化算法[J]. 王辉,钱锋. 化工自动化及仪表. 2007(05)
[9]X射线成像技术在医学中应用[J]. 罗述谦. 物理. 2007(08)
[10]国外癌症治疗研究主要进展[J]. 黎彬. 医学研究通讯. 2005(02)
本文编号：3317581
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
传统医学成像技术的作用原理
哈尔滨工业大学工学博士学位论文图1-2量子点探针的被动和主动靶向示意图[25]Fig.1-2Passivetargetingandactivetargetingforquantumdotprobes[25]有药物的磁性聚合物微粒运输至海拉细胞达到了将磁性微型马达用于直接药物传输的目的[34]。该校的VictorGarcia-Gradilla等人证明了用超声驱动的纳米线马达可以快速地将药物运输至癌细胞，并且可以通过光触发进行药物释放[35]。苏黎世联邦理工学院的Nelson等人设计出了用于靶向药物输送的电磁纳米机器人，且药物的释放也可以通过磁场的触发实现[36]。图1-3多功能磁性纳米粒子结构示意图[14]Fig.1-3Schematicdiagramofmagneticnanoparticlepossessingvariousligandstoenablemultifunc-tionality[14]目前，除了在体外对微纳机器人的医学应用进行了大量研究外，其作用在体内的研究也已经开展，并取得了一定的成绩(如图1-4所示)[37]。在各种微纳机器-4-
哈尔滨工业大学工学博士学位论文图1-2量子点探针的被动和主动靶向示意图[25]Fig.1-2Passivetargetingandactivetargetingforquantumdotprobes[25]有药物的磁性聚合物微粒运输至海拉细胞达到了将磁性微型马达用于直接药物传输的目的[34]。该校的VictorGarcia-Gradilla等人证明了用超声驱动的纳米线马达可以快速地将药物运输至癌细胞，并且可以通过光触发进行药物释放[35]。苏黎世联邦理工学院的Nelson等人设计出了用于靶向药物输送的电磁纳米机器人，且药物的释放也可以通过磁场的触发实现[36]。图1-3多功能磁性纳米粒子结构示意图[14]Fig.1-3Schematicdiagramofmagneticnanoparticlepossessingvariousligandstoenablemultifunc-tionality[14]目前，除了在体外对微纳机器人的医学应用进行了大量研究外，其作用在体内的研究也已经开展，并取得了一定的成绩(如图1-4所示)[37]。在各种微纳机器-4-
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于肿瘤血管栓塞治疗的智能型DNA纳米机器人[J]. 张银龙,李素萍,蒋乔,狄春志,赵宇亮,丁宝全,聂广军. 科学通报. 2019(25)
[2]磁场驱动柔性微纳机器人研究进展[J]. 邓兴泓,张安宁,李天龙,张广玉,李隆球. 科技导报. 2017(18)
[3]征服癌症新里程:个性化治疗[J]. 金涛. 健康管理. 2012(05)
[4]纳米机器人的发展和趋势及其生物医学应用[J]. 周陈霞,徐万和. 机械. 2011(04)
[5]引力搜索算法的改进[J]. 徐遥,王士同. 计算机工程与应用. 2011(35)
[6]群体智能典型算法研究综述[J]. 余建平,周新民,陈明. 计算机工程与应用. 2010(25)
[7]群体智能优化算法[J]. 王艳玲,李龙澍,胡哲. 计算机技术与发展. 2008(08)
[8]群体智能优化算法[J]. 王辉,钱锋. 化工自动化及仪表. 2007(05)
[9]X射线成像技术在医学中应用[J]. 罗述谦. 物理. 2007(08)
[10]国外癌症治疗研究主要进展[J]. 黎彬. 医学研究通讯. 2005(02)
本文编号：3317581
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